观察的方法和步骤
①充分做好观察前的准备工作。即准备好观察工具和记录的必备之物。
②要集中注意力,不放弃偶然目标,不轻易放过那些你甚至觉得毫无关系的现象。长期训练,使之形成一种一丝不苟的科学习惯。
③反复观察,找出实验中产生某种现象的原因,透过现象看本质。
④ 作好观察后的总结,对观察到的现象和记录的数据进行认真分析,以便形成物理概念,建立物理规律。例如,观察凸透镜成像实验,首先要明确在实验主要观察蜡烛 和屏的位置变化以及屏上像的变化。本实验过程中,注意力应集中在蜡烛的位置、屏的位置和像的情况上。为了更准确地观察这些现象,可进行多次实验,最后总结 出物距、像距、焦距以及像的虚实、放大、缩小等现象之间的关系。
观察的要求
①迅速。物理实验中,有很多实验要求在很短的时间内准确读出两个或两个以上的数据,这就要求有很快的观察速度。
②准确。就是要缩小由于观察带来的误差。
③深刻。就是要抓住那些往往是比较隐蔽的现象,而往往又是本质的物理过程。例如,浮沉子实验中,当用手压下瓶口的橡皮膜时,浮沉子会下沉。而下压引起下沉的本质是下压使浮沉子上部的空气柱的体积减小,所受浮力减小所至。
④仔细。有些物理现象的变化不明显,要求仔细观察,并能分辨出细微差别。
思维,是人脑对客观世界的一种间接的、概括的反映,是将观察、实验所取得的感性材料进行思维加工,上升为理性认识的过程。学习过程就是一种思维活动,而思维活动也有一定的程序和方法。
物理思维的程序
物理思维是将物理现象与物理实验所得到的感性认识,上升为理性认识,并从已有的理性认识上获得新的理性认识。物理思维的主要程序是质疑与释疑。
① 质疑:质疑不是一般地提出不懂的问题,而主要指观察者在充分运用了自己的知识却仍不能解释的,带有一定难度的问题。因此,正确的质疑,对进一步学习和研究 带有方向性和启发性。质疑的途径很多,但质疑的深度却与观察者的观察能力密切相关。例如,观察沉浮子实验,有的人只发现下压与下沉的简单关系。有的人则能 发现下压造成下沉的本质原因。
②释疑。释疑的前题是质疑,已有的知识是释疑优先考虑使用的内容,当已有的知识对质疑的解释明显有困难时,对困难的那一部分就要进行创造性活动。释疑应从物理学的基本概念,基本规律出发,先分析物理现象,找出产生这些现象的本质因素,再选择适当的物理知识 来解答物理问题。
质疑:三个温度计都指示在20℃的位置,但有一个温度计的刻度不准确,因此肯定有一个温度计测量到的温度与实际温度不符,是什么原因导致(a)(b)(c)三个图中的实际温度出现偏差呢?
释疑:在实验室中,图二(c)杯中的酒精与空气相通,由于蒸发吸热,使得它的温度低于室温,而图二(b)瓶中虽然也装满了酒精,但不会蒸发,因此它的温度应和室温相同,于是可以判断图二(c)的温度计刻度不准确。
物理思维的基本方法
物理思维的方法包括分析、综合、比较、抽象、概括、归纳、演绎等,在物理学习过程中,形成物理概念以抽象、概括为主,建立物理规律以演绎、归纳、概括为 主,而分析、综合与比较的方法渗透到整个物理思维之中。特别是解决物理问题时,分析、综合方法应用更为普遍,如下面介绍的顺藤摸瓜法和发散思维法就是这些 方法的具体体现。
①顺藤摸瓜法,即正向推理法,它是从已知条件推论其结果的方法。
②发散思维法,即从某条物理规律出 发,找出规律的多种表述。这是形成熟练的技能技巧的重要方法。例如,从欧姆定律以及串并联电能的特点出发,推出如下结论:串联电路的总电阻大于任何一个分 电阻、并联电路的总电阻小于任何一个分电阻;串联电路中,阻值大的电阻两端的电压大,阻值小的电阻两端的电压小;并联电路中,阻值大的电阻通过的电流小, 阻值小的电阻通过的电流大。
经过这样的归纳、总结,加强对密度概念和物质密度的认识与理解,提高运用与计算能力。物质的比热、熔点、沸点等特性都可以进行类似的归纳、总结。
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